该团队利用3D打印和原位生长相结合的方式，制备了有序大孔结构生物陶瓷的支架，并在支架表面原位生长微米/纳米磷酸钙晶体。这种制备方式使不同形貌的磷酸钙晶体能稳定生长在陶瓷支架表面，而且能有效愈合支架表面的微裂纹，并显著增强了支架的力学强度。体外研究结果表明，支架表面微纳米结构显著提高了纤连蛋白的吸附，并进一步促进软骨细胞黏附、增殖和成熟。
此外，该研究首次发现生物陶瓷表面微结构对软骨细胞整合素α5β1、αvβ1有激活作用。其潜在作用机制如下：首先，生物陶瓷支架表面微结构从周围环境募集纤连蛋白，然后支架表面的纤连蛋白被细胞摄取并将其整合到整合素α和β亚基上，进而促进整合素表达及聚集。随后，活化的整合素诱导F-Actin重组，并进一步促进软骨特异性基因（SOX9, Aggrecan， COL2及N-cadh）表达，进而促进软骨成熟。生物陶瓷表面微结构除了对软骨细胞有促进作用，同时对骨髓间充质干细胞（rBMSC）的成骨分化也有诱导作用。研究结果表明，生物陶瓷支架表面微结构显著增强rBMSC的早期黏附和增殖行为，随后陶瓷支架表面微结构通过激活rBMSC整合素α5β1及RhoA信号通路，并协同诱导F-Actin有序重组，进而促进rBMSC成骨分化。体内研究结果显示，支架表面微纳米结构不仅能有效促进骨-软骨组织一体化修复，并且成功地将修复效果延伸至极其复杂的骨和软骨界面。该研究为无机材料应用于骨-软骨修复领域提供了可行性依据，同时为生物陶瓷表面微结构应用于骨-软骨及其界面的修复提供了新的研究思路。
相关研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然基金与中科院青年拔尖人才等项目支持。
具有表面微结构的3D打印生物陶瓷支架通过激活整合素及RhoA信号通路促进骨-软骨及其界面修复。
3D打印具有表面微结构的生物陶瓷多孔支架。纯BRT支架与不同表面微结构修饰的复合支架Nanograin，Nano-lamella及Microrod的形貌。
